(本人是菜鳥，發(fā)現(xiàn)入門很難學(xué)，故做本文檔，希望對學(xué)習(xí)有所幫助，相互學(xué)習(xí))

前言：

本文檔展示如何通過E+得出一個(gè)小房子（smallbuilding）冬季夏季空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷值，在這個(gè)過程中初步認(rèn)識(shí)了解E+。

1、軟件學(xué)習(xí)準(zhǔn)備

在學(xué)習(xí)E+之前首先要安裝軟件。本教程的演示基于EnergyPLus 6.0版（簡稱E+），建筑模型建立基于sketchup8（簡稱SU）和插件OpenStudio（簡稱OS）之上。對于初學(xué)者，推薦先自己研究一遍EnergyPlus自帶的入門教程——Getting Started。

一般可以通過兩種辦法找到EnergyPlus入門幫助文檔。一、打開IDFEditor，點(diǎn)擊菜單欄Help，打開Getting Started，這里也可以打開energyPlus的其他幫助文件。二、打開energyPlus的安裝目錄，在文件Documentation下能夠找到Getting Started。

在學(xué)習(xí)的過程中對于軟件的輸入輸出可以查看InputOutputReference文檔，對于建筑能耗相關(guān)的工程知識(shí)可以參考EngineeringReference文檔。

Tips：在查文檔時(shí)可以搜索來快速定位所要找的知識(shí)點(diǎn)，即按住Ctrl+F進(jìn)行搜索相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

2、EnergyPlus簡介

EnergyPlus是一個(gè)建筑的全能耗分析軟件，可以模擬建筑的能耗和用水量。在建筑設(shè)計(jì)的初期通過采用EnergyPlus模擬分析，可以優(yōu)化減少建筑的能耗和用水量。

EnergyPlus能夠模擬建筑的供熱、空調(diào)、照明、通風(fēng)和用水等過程?？傊痪湓捁δ芎軓?qiáng)大。

3、一個(gè)小房子能耗分析例子

3.1建立建筑模型

我們采用基于sketchup軟件的插件openstudio建立相應(yīng)模a。在我們利用暖通空調(diào)相關(guān)手冊計(jì)算空調(diào)冷熱負(fù)荷時(shí)夏季空調(diào)去的得熱由一下部分組成

1）通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量

2）透明窗戶太陽輻射得熱

3）人體散熱

4）照明得熱

5）設(shè)備得熱（洗衣機(jī)等家用電器）

6）食物

7）滲透得熱

故在模擬能耗時(shí)應(yīng)將這些得熱都考慮進(jìn)入才能得出準(zhǔn)確的夏季空調(diào)冷負(fù)荷。在冬季熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)還要考慮到地面的傳熱等內(nèi)容。本教程知講解E+建模仿真的一般過程，不是真正意義上的得出建筑設(shè)計(jì)空調(diào)負(fù)荷。所以對于室內(nèi)外表面的傳熱模型、熱平衡算法、室內(nèi)人員、照明、設(shè)備等負(fù)荷不一一加入到idf中，在本節(jié)最后附上已經(jīng)加入這些信息后的類（class）列表。

3.1.1打開軟件

打開軟件，如圖1所示

圖1

點(diǎn)擊“插件”按鈕，“OS”然后“New”新建一個(gè)E+建筑空間。

3.1.2建立1個(gè)“zone”

方法1：在插件“OS”點(diǎn)擊NewZoneTool，在屏幕任意一地方單擊，后按下回車Enter。

方法2,：點(diǎn)擊工具欄 ，在屏幕任意單擊，按回車或雙i。

如下圖2所示

圖2

Tips:一定要按下回車鍵或雙擊，出現(xiàn)如圖2所示的虛線框，否則不是在zone建立的模型，將出錯(cuò)。

3.1.3建立小模型

用SU的工具在上一步zone中建立一個(gè)矩形房間。房間尺寸3m×3m×3m，在南北向各有一個(gè)1m×1m窗戶。如下圖3所示

圖3

上圖就是要模擬的建筑模型。之后將模型保存為E+格式，為IDFEditor編輯奠定基礎(chǔ)。方法1：點(diǎn)擊“插件”，“OS”，“Save”或“save as”保存為.idf格式。本例子保存為“smallbuilidng.idf”.關(guān)閉SU

Tips:保存的文件夾目錄名不能為中文。

3.2向E+中添加其他建筑信息

打開EP-launch或IDFEidtor繼續(xù)編輯smallbuilding.idf。

3.2.1打開IDFEidtor

方法1：打開EP-launch，在InputFile下點(diǎn)擊“Browse”打開剛才保存的E+文檔如圖4所示

圖4

之后點(diǎn)擊“Edit-IDF Editor”按鈕進(jìn)入idf編輯頁面如圖5所示

圖5

方法2：直接打開IDF-Editor，單擊“file”“Open”或直接用快捷鍵Ctrl+O打開剛才存放的idf.

簡單介紹一下EP-launch功能，僅介紹“Single Input File”下的功能區(qū)。EP-launch分三部分：“input file”、“weather file”和“view Result”。分別對應(yīng)打開TXT格式的編輯窗口、idf編輯窗口；選擇氣候數(shù)據(jù)包；運(yùn)行仿真程序及查看結(jié)果三個(gè)功能分區(qū)，如上圖4所示?？梢試L試著點(diǎn)擊“simulate”按鈕，后彈出E+運(yùn)行狀態(tài)窗口（EnergyPlus Run Status）如下圖6所示

圖6

從圖6我們可以看出模擬過程o現(xiàn)致命錯(cuò)誤，有2個(gè)警告（Warning）和1個(gè)嚴(yán)重錯(cuò)誤（Severe Error），在EP-launch“View Result”窗口點(diǎn)擊“Errors”可以查看出錯(cuò)的地方。這里不多介紹，繼續(xù)完善模型信息。

3.2.2認(rèn)識(shí)IDF Editor

打開如圖5所示的IDF Editor后簡單認(rèn)識(shí)一下IDF編輯器的各部分及功能。和其他一般程序一樣，IDF Editor有“菜單欄”“工具欄”選項(xiàng)，不多介紹。主要來認(rèn)識(shí)一下占主要內(nèi)容的“Class List”、“Explanation of Keyword”和“Object”區(qū)。

3.2.2.1認(rèn)識(shí)工具欄

圖7

功能從左到右依次2為：新建IDFa件，打開IDF文件，保存IDF，新建對象，重復(fù)（dup）對象， 刪除對象，復(fù)制對象，粘貼對象。

3.2.2.2認(rèn)識(shí)類列表（Class List）

類列表里展示了E+輸入數(shù)據(jù)目錄組織形式。[------]表明這個(gè)class后沒有object，[0001]表明這個(gè)class有1個(gè)object，[0002]表f有兩個(gè)，依次類推?？梢栽诖翱诘挠蚁陆强吹揭呀?jīng)定義的object。

按住Ctrl+L能夠關(guān)掉/打開沒有object的class。

簡單介紹一下預(yù)設(shè)對象（object）的class。

圖8

Version:表明E+的版本。這里顯示的是6.0版

SimulationControl：控制著E+模擬的類型，告訴E+那些需要模擬，那些不需要模擬。例如像本文中希望-出smallbuilding的夏季冷負(fù)荷，那就必須在“Do Zone Sizing Calculate”對象下選擇yes。Zone Sizing Calculate 確定是否需要計(jì)算建筑（zone）的負(fù)荷（同時(shí)m要定義Sizing：Zone 中的Object）。如果這里沒有選擇yes，運(yùn)行后會(huì)提n錯(cuò)誤。Run simulation for sizing periods確定是否需要仿真Sizing Period objects

Building：顯示建筑的一些信息，如名字等。注意這里的地點(diǎn)信息需要和site:weatherstation 和site:heightvariation object中的地點(diǎn)一a。

Timestep:仿真的步長。

Site：location:建筑的地理位置，海拔高度。

Runperiodcontrol:specialdays:表面仿真過程中一些特殊時(shí)期，默認(rèn)的為美國的節(jié)假日。

Runperiodcontrol:daylightsavingtime:daylight saving time可以理解為在春分和秋分時(shí)調(diào)整時(shí)鐘使下午有更多陽光，而早上減少陽光。如在3月的第2個(gè)星期日將時(shí)鐘向前撥一小時(shí)，在11月第1個(gè)周日將時(shí)間調(diào)后1小時(shí)。這制度僅在美國大部分州和歐洲、地中海沿岸實(shí)行。

Schedule TypeLimits:可以理解為Schedule中的一些比例，如定風(fēng)量風(fēng)機(jī)僅有開關(guān)兩個(gè)選項(xiàng)，那采用on/off，0代表off，1代表on。Fraction表示[o,1]之間的分?jǐn)?shù)，如在變頻電機(jī)中1代表滿負(fù)荷運(yùn)行，0.5代表在一般負(fù)i下運(yùn)行，0代表關(guān)機(jī)。

Schedule：compact:可以控制設(shè)備人員等的計(jì)劃表。如人員并不總是在房間內(nèi)，office occupancy schedule 代表著辦公室內(nèi)人員數(shù)量隨時(shí)間變化的計(jì)劃表。

Material：建造建筑所需要的材料。

Material：Airgap：建筑非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的空氣層，如墻體。窗戶玻璃空氣層在WindowGas里定義。

WindowMaterial：Glazing：窗戶上玻璃的材料

Windowmaterial:Gas:中空窗戶內(nèi)的氣體材料

Construction：由建筑材料組成的建筑構(gòu)件如屋頂、墻體、地板、窗戶和門等。組成結(jié)構(gòu)時(shí)是按照從外到內(nèi)一層層排開的，如下圖9所示。

圖9

GlobalGeometryRules:建筑模型的坐標(biāo)位置

Zone:在OpenStudio中建立zone的信息

buildingSurface:detailed:建筑除門非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息

Fenestrationsurface:detailed:建筑門窗的結(jié)構(gòu)信息

HVACTemplate：Thermostat：采用模板空調(diào)系統(tǒng)時(shí)的調(diào)節(jié)溫度。如低于20°供熱，高于25°制冷。

Output:VariableDictionary:E+仿真報(bào)告中變量的報(bào)告

3.2.3輸入其他信息

E+安裝目錄下的examplefile文件夾里有很多例子，在建模的過程中可以通過打開例子中的idf，進(jìn)而copy例子中的Object到自己的idf中。

在本例子中我們采用類（class list）HVAC Template 中的HVACTemplate:zone:idealloadAirSystem類來獲得smallbuilding的冬夏季空調(diào)供暖設(shè)計(jì)負(fù)荷。

HVACTemplate:zone:idealloadAirSystem的對象能夠提供一個(gè)理想的空調(diào)去滿足建筑的各種負(fù)荷，常用于負(fù)荷計(jì)算。打開這個(gè)class點(diǎn)擊工具欄New Obj新建一個(gè)對象。這個(gè)對象的包含兩個(gè)欄(field)，第一個(gè)是zone Name，點(diǎn)擊Obj1對應(yīng)空格可以看到有三角形的下拉按鈕，點(diǎn)擊選擇-們建立的zone。第二個(gè)field下為Template thermostat Name即自動(dòng)調(diào)溫器的名字，同樣點(diǎn)擊下拉列表中的的Thermostat Name。如下圖10所示

圖10

接下來將Class中的其他Object填上

1）simulationControl對象中Do Zone Sizing Calculation 選擇Yes，其他不變。

Building，對象field下name改為smallbuilding，Solar Distribution改為FullEXterior其他保持不變。

2）Site:Location:當(dāng)r在天氣文件包時(shí)會(huì)自動(dòng)覆蓋在IDF中的location。對于模擬一年的仿真，不需要location的對象。這個(gè)對象刪除。

3）Timestep:不變

4）給類RunPeriod添加一個(gè)對象。Name取Runperiod1(隨意取)，begin Month填上1，begin day of month 填上1，end month 填上12，end day of month 填上31。其他不變。

5）給類sizing：zone添加對象。點(diǎn)擊New obj添加新對象，zone name選擇定義的zone的名字；zone cooling design supply air temperature 填上18，同理zone heating design supply air temperature 填上26；zone cooling design supply air humidity ratio 和zone heating design supply air humidity ratio 都填為0.012。其他保持不變

6)添加SizingPeriod:DesignDay對象。每個(gè)地區(qū)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)都必須確定設(shè)計(jì)室外氣候參數(shù)，在E+中不例外。本對象就是確定室外的設(shè)計(jì)氣候參數(shù)，E+安裝目錄WeatherDate文件夾中有部分地區(qū)的室外設(shè)計(jì)氣候參數(shù)，本例選用USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3天氣文件。具體做法如下，點(diǎn)擊菜單欄file選項(xiàng)，之后點(diǎn)擊Open，選擇打開文件為格式為“Design Day（*ddy）”，如下圖11所示。選擇USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3，點(diǎn)擊確定，就打開了應(yīng)外一個(gè)類似于idf的窗口，在其DesignDay下復(fù)制相應(yīng)的冬夏季設(shè)計(jì)氣候參數(shù)到smallbuilding.idf中。如下圖12所示

圖11

圖12

同樣將打開天氣模板中的Runperiodcontrol:daylightsavingtime:daylight saving time拷貝到smallbuilding.idf中，刪除已有對象。

7）添加輸出報(bào)告類Output:Table:SummaryReports

在obj1下report1name下選擇HVACSizingSummary。

8）添加輸出報(bào)告表格類查看方式類Outputcontrol:Table:Style

在obj1下columnSepartor下選擇HTML格式。其他不變

保存idf.退出IDF編輯器。

3.3在EP-launch運(yùn)行仿真系統(tǒng)

3.3.1選擇idf

打開EP-launch，在input file中選擇剛才保存的smallbuilding.idf。

3.3.2選擇氣候文件

在Weather FIle 下點(diǎn)擊“Browse”選擇安裝目錄下weather data文件夾下的USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3

3.3.3模型仿真

點(diǎn)擊“simulate”等待仿真結(jié)果。

3.4查看仿真結(jié)果

在EP-launch下點(diǎn)擊View Result下Tables按鈕，自動(dòng)會(huì)彈出網(wǎng)頁版的結(jié)果。在HVACSizingSummary查看空調(diào)冬夏季的設(shè)計(jì)負(fù)荷。如下圖所示

3.5總<

在使用E+建模時(shí)建議先認(rèn)真學(xué)習(xí)E+自帶的入門教程GettingStarted,后學(xué)習(xí)研究E+自帶的例子（在ExampleFile），分析模仿例子copy到自己的idf中可達(dá)到事半功倍的效果。

本人剛剛接觸E+不久對其中的許多內(nèi)容理解不是很深入，如果有錯(cuò)誤在所難免。望指出，請請拍。在下一次的教程中將演示講解一下E+的node、Branch等內(nèi)容。

附件：

EnergyPlus軟件下載：傳送門

附圖

完整版的idf